乾式変圧器と油入変圧器の違いは何ですか？選び方は？

変圧器は電力システムにおける一般的かつ重要な機器であり、送電、配電、その他の用途で電気エネルギーの伝送と配電のための交流電圧の大きさを変更するために使用されます。乾式変圧器と油入変圧器の 2 つの一般的なタイプは、絶縁媒体、放熱方法、環境適応性に大きな違いがあります。この記事では、乾式変圧器と油入変圧器の違いについて説明し、適切な変圧器タイプを選択するための推奨事項を示します。

油入変圧器と乾式変圧器の最も大きな違いは「油」の有無にあります。油は流動性のある液体であるため、油入変圧器には必然的に筐体が必要となります。このエンクロージャ内には変圧器油があり、変圧器巻線が浸され、外側からは見えなくなります。乾式変圧器は油を使用していないため、筐体が不要で、変圧器の巻線を直接見ることができます。もう一つの特徴は、油入変圧器の油溜まりに変圧器の油が溜まっていることです。ただし、新しい油入変圧器には油槽が装備されていない場合があります。

どちらも電源トランスであり、磁気回路用の鉄心と電気回路用の巻線を備えています。主な違いは、「油浸式」と「乾式」の設計にあります。具体的には、冷却媒体が異なり、前者は冷却と絶縁の両方に変圧器油（またはβ油などの油）を使用し、後者は冷却媒体として空気またはSF6などのガスを使用します。油入変圧器は、変圧器油で満たされた油タンク内にコアと巻線のアセンブリを沈めます。乾式変圧器は通常、コアと巻線をエポキシ樹脂で封止します。現在、より一般的に使用されている非カプセル化タイプでは、巻線やコアへの湿気の浸入を防ぐために、専用のワニスを含浸させた特殊な絶縁紙が使用されています。

油入変圧器は、放熱、特に内部の絶縁油の循環を促進するために設計された外部放熱器がヒートシンクのような役割を果たします。乾式変圧器にはそのようなラジエーターがなく、代わりに変圧器コイルの下のファンに冷却を頼っています。

油入変圧器は、火災安全要件のため、通常、専用の変圧器室または屋外に設置されます。ただし、乾式変圧器は常に屋内、通常は配電室内に設置されます。

生産量と使用量の観点から見ると、乾式変圧器は現在、定格電圧 35kV にまで達しており、油入式変圧器に比べて容量が比較的小さく、通常は最大約 2500kVA です。さらに、乾式変圧器の製造プロセスは、同じ電圧定格および容量の油入変圧器の製造プロセスより複雑であるため、コストが高くなります。したがって、現在のアプリケーションでは油入変圧器の方が依然として普及しています。ただし、乾式変圧器は、その環境上の利点、難燃性、耐衝撃性により、ホテル、オフィスビル、高層建築物など、需要の高い屋内の電力供給および配電場所で頻繁に使用されています。

乾式変圧器と油入変圧器の両方に明確な長所と短所があることは明らかです。油入変圧器はコストが低く、メンテナンスが容易ですが、可燃性および爆発性があります。乾式変圧器は耐火性に優れているため、負荷中心に設置することができ、電圧降下やエネルギーロスを最小限に抑えることができます。ただし、より高価で、かさばり、湿気や埃に対する耐性が低く、騒音レベルも高くなります。

次に、上記の違いを以下の7点にまとめてみましょう。

1. 外観

さまざまなカプセル化形式: 乾式変圧器はコアと巻線が露出していますが、油入変圧器は外側のケーシングのみを露出しています。

2. リードの構成

乾式変圧器は主にシリコンゴムブッシュを使用しますが、油入変圧器は主に磁器ブッシュを使用します。

3. 容量と電圧

乾式変圧器は一般に配電用途に適しており、通常は容量が 2000kVA 未満、電圧が 10kV 以下ですが、35kV の電圧レベルに達するものもあります。しかし、油入変圧器は必要な容量を実現し、すべての電圧レベルをカバーできます。中国で現在建設中の超高圧1000kV送電線はもっぱら油入変圧器を採用している。

4. 絶縁性と放熱性の違い

乾式変圧器は通常、樹脂絶縁を使用し、自然空冷に依存し、強制空冷によって容量を補います。しかし、油入変圧器では電気的に絶縁するために絶縁油が使用されています。巻線で発生した熱は、変圧器内を循環する絶縁油を介して放熱フィンに伝わり、放熱されます。

5. アプリケーション環境

乾式変圧器は主に「防火・防爆」が必要な場所で使用されており、大規模建築物や高層建築物に適しています。しかし、油入変圧器は故障時に油の飛沫や漏れが発生し、火災の原因となる可能性があります。したがって、これらは主に、掘削された「事故油ピット」が設置されている屋外に配備されます。

6. 異なる耐荷重能力

乾式変圧器は一般に定格容量で動作する必要がありますが、油入変圧器は優れた過負荷耐量を示します。

7. 多様なコスト構造

同等の容量の変圧器の場合、乾式ユニットは油浸式ユニットよりも購入価格が大幅に高くなります。

選び方

1. 安全性への配慮：より高い安全性と耐火性が必要な場合は、可燃性の絶縁油を含まない乾式変圧器を選択してください。

2. 電力要件: 高出力変圧器の場合は、放熱能力に優れている油入変圧器が一般的に適しています。

3. 環境上の制約: 変圧器の動作環境の特性を考慮し、その設定に適した変圧器のタイプを選択します。

4. 保守費用：一般に油入変圧器は定期的な点検と絶縁油の品質維持が必要ですが、乾式変圧器は保守費用が比較的安価です。

乾式変圧器と油入変圧器は、絶縁媒体、放熱方法、環境適応性に明確な違いがあります。適切な変圧器タイプの選択は、特定のアプリケーション要件と環境条件によって異なります。変圧器の選択戦略を立てる際には、安全性、電力要件、環境上の制約、メンテナンスコストなどの要素を総合的に考慮する必要があります。病院や学校などの重要な施設や安全性が要求される場所では、安全性を最大限に高めるために、通常、乾式変圧器が好まれます。逆に、高出力変圧器を必要とする大規模なコンビナートや電力システムでは、多くの場合、優れた放熱能力と過酷な環境条件に耐えられる油入変圧器の方が適しています。